概述
由于危急遮斷器是每一大中型汽輪機組極其重要的一道停機保護部件,因此監視它的整個工作過程就成了一項極重要的工作。一般來說,當機組超速時,危急遮斷器撞擊子在離心力的作用下擊出,用于監視其動作的危急遮斷轉速裝置將記錄撞擊子擊出瞬間轉速,同時,撞擊子將控制主汽門的油壓泄去時,使主汽門及時關閉,防止超速,保證機組安全運行。如果撞擊子動作達不到規范要求,則需調整其動作轉速。
危急遮斷轉速裝置配有轉速顯示表,顯示轉速的同時,一旦撞擊子擊出,撞擊子傳感器捕獲到擊出信號,轉速表立即鎖存此時瞬間轉速值。針對危急遮斷器工作原理和事故追憶要求,在靜態下,如何校驗危急遮斷保護裝置就極其重要。
危急遮斷保護裝置包括:一個磁阻式轉速探頭,二個撞擊子探頭(有些機組只需一個),WZ-1D危急轉速表及之間線路連接。
一、常規校驗方法及步驟:
⑴靜態檢查:
轉速傳感器內阻測量:約400~800Ω左右;
撞擊子傳感器內阻測量:約200Ω左右;
絕緣檢查:對地絕緣大于2M;
⑵間隙調整
將測速傳感器固定于標準轉速校驗臺上,依據要求,測速傳感器應安裝于距測速齒盤齒頂1mm的垂直位置(如圖1所示)。我們用塞尺測量探頭與測速齒輪間隙,使之間距離滿足要求后固定探頭。安裝牢固后重新測量,看間隙是否變化,如果變化需重新調整固定。

⑶線路連接
將測速傳感器的兩根引線接入顯示表對應位置,確保連接牢固可靠。同時,顯示表外接220V AC電源,保證正確并可靠連接。
⑷通電試驗
給轉速表供電,轉速顯示為0轉/分。啟動標準轉速校驗臺,緩慢升速,觀察危急遮斷轉速表與標準轉速臺顯示是否一致或在誤差范圍之內。確認轉速校驗無問題后,將標準轉速校驗臺的轉速升至3000轉/分左右的一個固定轉速(如3300轉/分),并用一根短接線將送入轉速通道的轉速信號同時饋入1#撞擊子通道,此時,1#撞擊子擊出指示燈亮,而后調低校驗臺的轉速到另一轉速值(如3150轉/分),并移去短接線,再從危急遮斷轉速表前面板按鍵分別讀出1#撞擊子的擊出轉速和縮回轉速,應與前面所置的轉速(3300轉/分和3150轉/分)相一致。2#撞擊子通道亦用同樣方法進行校驗。
⑸其他傳感器校驗
1#撞擊子傳感器和2#撞擊子傳感器先后接入顯示表轉速通道進行例行轉速檢驗,方法和日常轉速傳感器校驗相同。
以上校驗通過后,即可將危急遮斷轉速裝置應用與現場。
而現場實際連接與實驗室校驗方法存在差異,能不能模仿現場實際情況對危急遮斷轉速裝置進行校驗呢?
要解決這一問題,必須要知道實際中撞擊子擊出信號是如何檢測到的,它的信號又有什么規律。
二、撞擊子現場工作原理
現場轉速測量對應與實驗室校驗一致,測速傳感器對應汽輪機轉速60齒測量盤安裝間隙為1mm,轉速顯示與實際一樣。撞擊子傳感器對應危急遮斷器的撞擊子間隙安裝為飛出距離基礎上加1mm位置(如圖2,不同汽輪機廠家,撞擊子飛出距離不一致)。當進行機組超速實驗時,危急遮斷器撞擊子在離心力的作用下飛出,碰撞主汽門油壓劃閥,使之動作,快速泄去控制油壓,主汽門關閉,汽輪機緊急停機。此時,飛出的撞擊子與撞擊子檢測傳感器間隙為1mm左右,危急遮斷轉速裝置立即采集到撞擊子飛出信號,內部處理鎖存擊出的瞬間轉速,撞擊子擊出指示燈亮。調試人員可以通過面板按鍵操作,準確的讀出撞擊子飛出的轉速,為機組安全運行提供有利保障。

為了準確獲得撞擊子動作時,檢測探頭具體信號,我們在超速實驗過程中,在撞擊子通道上跨接了一示波器,對其進行信號分析。在機組穩定到3000轉/分時,示波器上可以看到50Hz,幅值<4V的背景噪聲信號。當進行超速實驗時,撞擊子飛出,示波器上看到幅值>7.5V,頻率為機組轉速1/60的準正弦交流信號,當撞擊子縮回時,信號重新回到背景噪聲狀態。
可見,饋入撞擊子通道的轉速信號,幅度一定要>7V,否則撞擊子通道將無響應。
三、依據現場,重新校驗
具體步驟如下:
⑴先對轉速探頭與轉速通道連接校驗無誤后,將標準轉速校驗臺上60齒測速齒盤更換為1齒測速齒盤。將撞擊子傳感器安裝與轉速校驗臺上,為防止撞擊子傳感器接觸測速齒輪,同時精確測量撞擊子傳感器有效感測距離,在撞擊子傳感器與校驗臺固定架之間固定一個螺帽,保證阻擋傳感器不能接觸測速盤(如圖3)。

⑵安裝完成后,將一信號發生器接至轉速通道,連接撞擊子傳感器至危急遮斷轉速表后撞擊子通道。連接完畢后,可對儀表通電,信號發生器加頻率信號55Hz,前面顯示將為3300轉/分。將標準轉速校驗臺轉速提高至3300轉/分左右,緩慢移動撞擊子傳感器接觸1齒測速盤,距離小于1.5mm左右,撞擊子擊出指示燈亮,此時,擊出轉速為信號發生器發出的頻率信號所對應的轉速顯示。改變信號發生器頻率信號為52.5Hz,前面轉速顯示對應為3150轉/分。降低校驗臺轉速至3150轉/分,同時移動撞擊子傳感器與測速盤距離大于1.5mm,前面縮回指示燈亮。
⑶由于危急遮斷裝置具有追憶功能,將信號撤去,操作前面面板,可以查看剛才試驗的擊出和縮回轉速應為3300轉/分和3150轉/分。其他撞擊子傳感器校驗同上方法。同時,擊出和縮回轉速也可以由信號發生器來改變。
四、校驗優化
撞擊子傳感器的檢測信號的有效距離可以進行精確測量(如圖4)。校驗時,先將撞擊子傳感器遠離1齒測速齒盤,當轉速升到3000轉/分以上時,撞擊子探頭與測速齒盤間隙不足以滿足通道采集信號的條件。緩慢旋轉撞擊子傳感器,使之慢慢接近測速齒盤,當距離達到它的采集條件時,危急遮斷轉速裝置會迅速鎖記信號發生器所設的轉速。此位置就是撞擊子傳感器的最遠有效位置。當標準轉速校驗臺轉速停下來時,我們可以準確的測出這一最大有效位置。最小有效位置前提是保證兩者之間不能接觸上,防止探頭損壞。其要求就是不至于使危急遮斷轉速裝置采集的信號產生干擾,即信號采集不跳變。這樣,撞擊子傳感器的有效距離范圍就可在實驗室確定了。當其用于現場使用時,我們就可以為現場撞擊子飛出的實際距離提供了有效的理論依據,而且,其范圍是準確的量化范圍。

五、總結:
改進后的校驗方法,依據撞擊子現場實際動作原理而進行,有比對性。同時,將撞擊子傳感器與實際撞擊子飛出后最大和最小間隙進行了量化,對現場安裝更有指導意義。現場實施后,取得了各方的認可。
參考文獻:
1. 廠家說明書 WZ-1D型危急遮斷轉速表安裝使用手冊
2. 轉速表檢定規程 JJG 105-2000
3. 汽輪機撞擊子安裝說明書
作者單位:寧夏電建集團
地址:寧夏銀川高新開發區2#寫字樓寧夏電建試驗中心 750002
Email:flank-98@163.com